排気システムの動作の目的と原理

自動車のエンジンの運転中に、高温で非常に有毒な燃焼生成物が形成されます。 車の設計には排気システムが装備されており、それらを冷却してシリンダーから取り外し、環境汚染のレベルを低減します。 このシステムのもうXNUMXつの機能は、エンジンノイズを低減することです。 排気システムは、それぞれが特定の機能を備えたいくつかのコンポーネントで構成されています。

排気システム

排気システムの主な機能は、エンジンシリンダーから排気ガスを効果的に除去し、それらの毒性と騒音レベルを低減することです。 車の排気システムが何でできているかを知ることは、それがどのように機能し、何が潜在的な問題を引き起こすのかをよりよく理解するのに役立ちます。 標準的な排気システムの設計は、使用する燃料の種類と、適用される環境基準によって異なります。 排気システムは、次のコンポーネントで構成されている場合があります。

• エキゾーストマニホールド-エンジンシリンダーのガス除去と冷却（パージ）の機能を実行します。 排気ガスの平均温度は700℃〜1000℃なので、耐熱素材で作られています。
• フロントパイプは、マニホールドやターボチャージャーに取り付けるためのフランジ付きの複雑な形状のパイプです。
• 触媒コンバーター（Euro-2以上の環境基準のガソリンエンジンに搭載）は、排気ガスから最も有害な成分であるCH、NOx、COを除去し、水蒸気、二酸化炭素、窒素に変換します。
• フレームアレスター-触媒やパティキュレートフィルターの代わりに自動車の排気システムに取り付けられています（予算の代わりとして）。 これは、排気マニフォールドを出るガス流のエネルギーと温度を下げるように設計されています。 触媒とは異なり、排気ガス中の有毒成分の量を減らすのではなく、マフラーの負荷を減らすだけです。
• ラムダプローブ-排気ガス中の酸素レベルを監視するために使用されます。 システムには2つまたはXNUMXつの酸素センサーがあります。 触媒を備えた最新の（インライン）エンジンには、XNUMXつのセンサーが取り付けられています。
• パティキュレートフィルター（ディーゼルエンジンの排気システムの必須部分）-排気ガスから煤を除去します。 触媒の機能を組み合わせることができます。
• レゾネーター（プレサイレンサー）とメインサイレンサー-排気音を低減します。
• 配管-車の排気システムのさまざまな部分をXNUMXつのシステムに接続します。

排気システムの仕組み

ガソリンエンジンのクラシックバージョンでは、車の排気システムは次のように機能します。

• エンジンの排気バルブが開き、未燃燃料が残っている排気ガスがシリンダーから除去されます。
• 各シリンダーからのガスは排気マニフォールドに入り、そこで単一のストリームに結合されます。
• エキゾーストマニホールドからの排気ガスは、エキゾーストパイプを通って、排気中の酸素量を記録する最初のラムダプローブ（酸素センサー）を通過します。 このデータに基づいて、電子制御ユニットは燃料消費量と空燃比を調整します。
• 次に、ガスは触媒に入り、そこで酸化金属（白金、パラジウム）および還元金属（ロジウム）と化学的に反応します。 この場合、ガスの作動温度は少なくとも300°Cでなければなりません。
• 触媒の出口で、ガスはXNUMX番目のラムダプローブを通過します。これにより、触媒コンバーターの状態を評価できます。
• 次に、浄化された排気ガスがレゾネーターに流入し、次にマフラーに流入し、そこで排気流が変換（狭められ、拡大され、方向転換され、吸収され）、騒音レベルが低下します。
• メインマフラーからの排気ガスはすでに大気に排出されています。

ディーゼルエンジンの排気システムには、いくつかの機能があります。

• シリンダーを出た排気ガスは排気マニフォールドに入ります。 ディーゼルエンジンの排気ガス温度は500〜700℃です。
• それから彼らはターボチャージャーに入り、それがブーストを生み出します。
• 排気ガスは酸素センサーを通過してパティキュレートフィルターに入り、そこで有害な成分が除去されます。
• 最後に、排気ガスは車のマフラーを通過して大気中に放出されます。

排気システムの開発は、自動車の運転に関する環境基準の厳格化と密接に関連しています。 たとえば、Euro-3カテゴリでは、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンに触媒とパティキュレートフィルターを取り付けることが義務付けられており、フレームアレスターと交換することは法律違反と見なされます。